★ 智慧建築解決方案和技術指南

Klacci 凱樂奇

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智慧建築市場正在蓬勃發展，但什麼是智慧建築，為什麼它很重要？在檢視智慧建築的定義時，有很多關於這種新興技術的資訊。簡單地說，智慧（Smart）建築，也被稱為智能（Intelligent）建築，是一種使用自動化流程來控制供暖、通風、空調、照明、保全（Security）、安全（Safety）和其他環境系統等操作的財產，以應對建築物的佔用率或外部情況。

透過從感測器、物聯網（物聯網）裝置和服務處收集資料，智慧建築系統（也稱為智慧建築系統或物聯網智慧建築系統）可以根據不斷變化的條件應用資料自動調整資源。例如，智慧建築控制可以在明亮、陽光明媚的條件下關閉照明，或隨著佔用率的增加，以增加空間的空氣流通。

智慧建築解決方案自動響應變化的能力，有助於設施經理更有效地利用資源、空間和能源，同時為建築居住者保持最佳條件。

本報導解釋了什麼是智慧建築，描述了智慧建築關鍵元件的例子，並概述了佈署智慧建築技術系統的好處。

智慧建築採用的驅動因素

一些因素正在推動物聯網智慧建築解決方案的採用增加。這些包括：

能源成本的上升 —— 隨著預算繼續感受到加息和供應中斷的壓力，許多小型和大型企業都希望減輕能源成本的上升。建築業主必須找到更有效地，使用能源的方法來管理成本。
不斷變化的入住率 —— 入住率的變化－遠端和混合工作方式的採用，意味著商業建築的入住率每天都會改變。管理人員正在利用智慧技術來實現建築物的安全，以最大限度地減少建築物未被佔用時資源的使用。。
對健康建築環境的需求 —— 商業建築和多單元住宅物業的居住者，期望有一個安全、健康的環境。物業經理必須確保空氣品質，或溫度等因素保持在最佳水準，物聯網建築自動化是簡化管理的一種方式。
極端天氣條件 —— 無論你的企業位於何處，天氣都可能不可預測。利用智慧建築技術，使內部環境適應溫度變化或極端天氣條件的建築，可以更有效地利用能源。
智慧建築產品的可用性 —— 智慧建築系統具有許多不同的產品和技術，這些產品和技術現已廣泛使用。人工智慧的最新進步，也使分析建築感測器資料變得更容易，使建築技術系統能夠對特定事件或觸發器，提供更快、更準確的反應處理。
開放系統 —— 智慧基礎設施整合了大量智慧建築組件。隨著製造商越來越多地採用開放標準，這使得智慧建築設計師更容易整合元件，以獲得可以在單個儀表板上管理的無縫解決方案。

智慧建築基礎設施的要素

智慧建築管理系統包含許多重要元素：

物聯網智慧建築感測器

感測器收集內部和外部資料，智慧建築系統可以利用這些資料就空間、能源或資源的使用，做出明智的決策。感測器可以彙總內部或外部溫度、光照水平、房間佔用，或空氣品質等因素的資料。環境感測器監測基於空氣和感官的變化，如工作場所內的一氧化碳、溼度或顆粒汙染水準。這有助於維持健康的工作環境，並降低因病缺勤的風險。

智慧感測器和電子煙探測器，在智慧建築系統中也越來越受歡迎，因為它們能夠深入瞭解吸菸事件、電子煙事件，和其他在無法放置攝影機的區域可能發生的危險。這些感測器可以與影像管理系統、警報和暖通空調系統等其他技術整合，以實現更安全、更高效的智慧建築。

智慧建築系統的分析

分析使設施經理能夠監控感測器資料，並為智慧建築管理處理器，和物聯網建築自動化系統提供輸入。人工智慧技術可用於進一步提高資料分析的速度和準確性。在智慧建築中，分析有助於辨識異常行為，以及長期趨勢或變化。

智慧建築產品和裝置

這指的是物理硬體，以及智慧建築中使用的軟體。許多不同的產品、技術和系統用於控制加熱、照明、空氣品質或通風等元素。智慧建築管理技術也可以與安全系統（如門禁系統或火災報警器）整合，以擴大智慧管理的範圍。

處理器和伺服器

智慧建築控制包含自動更改智慧建築組件的處理器。設施經理可以對智慧建築技術進行程式設計，以反應處理資料觸發的任何變化，或反應處理某些規則。例如，控制商業建築照明的處理器，可以被程式設計為僅在營業時間內反應處理變化。

容納資料庫和管理軟體的伺服器，也是智慧基礎設施的關鍵組成部分。智慧建築系統可以託管在建築或雲中的伺服器上。支援雲的系統為物聯網建築自動化，提供了更大的靈活性和潛力，因為設施經理可以從任何位置，透過行動裝置連線和管理系統。然而，現場伺服器可能更可根據你的業務需求進行客製化。

智慧建築網路

由於物聯網裝置使用網際網路傳輸資料，因此擁有強大的網路，是智慧建築設計和實施的關鍵。可靠的高速網路連線了物聯網智慧建築系統的所有組件，使感測器能夠傳輸資料，處理器能夠傳送訊號，在不中斷或延遲的情況下，觸發建築空間的變化。

常見的智慧建築技術和產品

如今，企業可以使用許多智慧建築解決方案，但並非所有解決方案都是必要的，這取決於你的建築和組織的目標。商業物業的物聯網智慧建築設計，應納入在提高效率、鼓勵協作和確保安全、有保障的工作場所方面，影響最大的產品。可以幫助經理實現這一目標的最常見的智慧建築技術包括：

智慧照明解決方案，使用感測器根據佔用情況開啟或關閉燈光。照明控制可以與自動百葉窗或日光感測器整合，以最大限度地提高自然光水準，並降低照明成本。在商業智慧建築中，智慧照明解決方案將被程式設計為在正常營業時間之外，儘量減少非安全照明。在多單元住宅智慧建築中，照明只能在公共或公共區域根據環境光條件，或安全和保全要求進行調整。一些多單元建築，也可能為單個單元提供智慧建築物聯網解決方案。
智慧感測器觀察環境，並檢測需要安全團隊關注的異常情況。智慧裝置，如 HALO 智慧感測器，可以觀察空氣品質、溫度、溼度和佔用率，同時檢測電子煙、煙霧、噪音和運動，以提醒操作員注意潛在的安全和保全事故。這些智慧建築解決方案有助於提高情境意識，即使在隱私關注領域，提高安全性並提供見解，可以幫助建築經理為居住者，創造一個更健康的環境。
智慧暖通空調系統自動控制供暖、通風和空調系統，根據入住等級、普遍溫度和天氣預報調整溫度，以管理能源消耗，並確保舒適的環境。
智慧窗戶根據陽光強度的強度變亮或變暗，這有助於減少照明和暖通空調系統的負荷，並減少眩光。
會議室預訂系統將房間管理系統，與員工的日曆、內部會議時間表和計劃的客戶訪問同步，讓設施經理充分瞭解空間可用性。將預訂系統與智慧環境控制和門禁控制整合，確保燈光、空調和供暖系統僅在房間被佔用時啟用，只有預訂空間的人才能進入大樓。
辦公桌管理軟體對於對工作空間需求，每天都在變化的混合辦公室來說是必不可少的。員工可以提前預訂工作空間進行計劃訪問，或者如果他們必須進行意外訪問，可以搜尋空置的辦公桌。與智慧門禁控制整合，這種物聯網建築自動化只允許在已批准預訂的日期和時間進入。
預防性維護系統使用強大的分析，和人工智慧對系統資料，進行檢測系統效能中的異常模式併發出維護警報。在智慧建築軟體和智慧建築應用程式的支援下，設施管理人員可以在問題導致停電或停機之前補救，這些應用程式可以幫助提供有關系統性能的更多資訊。

智慧建築中的保全和安全

雖然智慧建築系統改善了物業環境，但智慧流程也可用於加強安全和保障。

帶有門禁控制的智慧建築自動化

管理智慧建築的門禁權限，可以降低未經授權進入的風險。使用者和授權訪客可以出示不同類型的憑證，包括透過物聯網智慧建築應用程式的移動和生物辨識解決方案，以進入建築物入口或通往限制區域的安全門。當與用於辦公桌和房間預訂的智慧建築應用程式整合時，只有擁有已批准預訂的員工才能在預訂的日期和時間進入飯店。

來自門禁系統的資料，提供了有關當前和歷史佔用率的寶貴資訊，作為環境控制系統的投入。這使得設施經理能夠在可變佔用等級的空間（如會議室）中，對環境控制進行程式設計，以根據佔用資料進行操作。

使用智慧攝影機提高能見度

智慧商業安全攝影機可以與門禁和其他安全產品（如感測器和警報）整合，以提供整個建築的 360° 安全檢視。支援人工智慧的安全攝影機，可以在檢測到異常運動或行為時，透過捕獲影像圖像，來反應處理異常活動。

智慧感測器也可以與安全攝影機整合，包括用於實體入侵檢測、破碎玻璃或噪音檢測的感測器。如果窗戶被打破或門開著，感測器將啟用攝影機，並提醒保全人員潛在的事件，以便他們進行調查。

透過電子煙探測器和智慧感測器提高意識

安全團隊不能使用攝影機，來監控廁所和更衣室等隱私敏感區域的活動。這一限制降低了他們對這些空間的認識，可能導致錯過安全和保全事件。

然而，透過在這些區域安裝電子煙探測器和智慧感測器，操作員可以增強他們檢測潛在風險的能力，如電子煙或打鬥。當檢測到事件時，感測器可以向安全團隊提供即時警報，以便在威脅升級之前，更快地做出反應來解決威脅。

使用自動化技術使建築物更安全

安全系統也受益於物聯網建築自動化，可用於提高火災報警器、煙霧探測器或空氣品質感測器的效能。透過將它們與門禁系統整合，這些感測器可以啟用封鎖系統，或在有火災或空氣汙染風險的地區開啟安全門。

安全感測器還可以被程式設計為，自動啟用其他應急措施，例如通知消防部門和當地執法部門。

加強網路安全措施

強大的安全融合對於智慧建築非常重要。雖然實體安全是首要任務，但使用智慧物聯網建築自動化解決方案，並將更多裝置連線到建築網路，為駭客利用開闢了新的攻擊表面。由於實體和網路安全措施，對智慧建築解決方案都很重要，因此必須制訂融合的安全策略，以便實體和網路安全團隊能夠共享資訊，辨識對智慧建築系統的威脅，並有效應對。

資料對智慧建築設計的重要性

資料是智慧基礎設施，最重要的組成部分之一。資料辨識智慧建築技術系統中的事件，例如空間被佔用、人員進入建築物或感測器因條件變化而啟用時。分析智慧建築資料，並可能觸發反應處理行動，例如開啟燈光或空調、啟用安全攝影機或通知設施管理。

除了啟用物聯網智慧建築控制外，這些資料還可用於分析設施，或其他趨勢的使用情況，作為準確容量或資源規劃的基礎。建築物中智慧技術的資料，也為發生事故時的證據，提供了重要的記錄。

開發智慧建築解決方案和系統

智慧建築技術可以作為新建築的一部分納入，或者智慧基礎設施可以改裝到現有房產中。使用本指南幫助您為你的建築，制訂一個全面的智慧建築計劃。

規劃和預算編制

在規劃階段，重要的是與所有利益相關者分享提案，包括業主、財產和建築經理，以及居住者，以確定需求和優先事項。雖然有許多智慧建築產品可以對能源效率，和建築環境產生影響，但確定並優先考慮，可以增加最大價值的智慧建築物聯網解決方案非常重要。

諮詢有智慧建築設計經驗的技術，和安全專業人員也很有用，這有助於避免代價高昂的錯誤。

你的基本智慧建築計劃應該包括：

感測器和物聯網裝置的數量和位置
門禁控制元件和安全攝影機的數量和位置
網路和電源基礎設施
管理與控制軟體

除了智慧裝置的成本外，智慧建築物聯網解決方案的預算還應包括安裝、整合，以及長期維護和升級費用的成本，作為計算生命週期成本的基礎。為計劃安裝設定指標很重要，以幫助評估解決方案的好處，並計算投資報酬率。

選擇智慧建築技術產品

智慧建築系統組件必須具有互操作性，且易於整合，以便它們作為一個系統執行。因此，選擇按照開放標準設計，和建構的產品和系統非常重要。智慧建築產品也應該可靠，以便對日常業務造成最少的干擾。

在選擇投資的智慧建築技術系統時，尋找提供長期靈活性，並有機會擴大或縮小規模的解決方案。根據智慧建築系統提供的資料，你可以輕鬆地進一步更改你的計劃。智慧建築技術正變得越來越先進，因此從一開始就在你的計劃中建立一些靈活性，可以幫助你的投資面向未來。

軟體選擇

管理和作業系統的智慧建築軟體，可以託管在本地或託管在雲端。基於雲的軟體提供了更大的靈活性 —— 它是可擴充的，並且可以在連線到網際網路的行動裝置上進行遠端管理。雲託管還包含自動軟體更新和維護，這使得設施管理團隊可以自由地專注於系統操作，並最大限度地減少了面對面維護的停機時間。

安裝和整合

應安裝新的和現有的系統組件，如照明、暖通空調、門禁控制和安全產品，並與其相關感測器整合。在可能的情況下，還應整合互補的智慧建築技術，如安全攝影機和運動感測器，以提高整體系統效能。

連線和電源

系統元件可以連線到智慧建築管理控制，並透過專用佈線、資料網路或無線網路供電。直接佈線是最昂貴的選項，沒有網路連線的可擴充性，但通常是最可靠的。

資料網路支援組件和控制器之間的有效雙向通訊，並可以使用乙太網供電（PoE）技術供電。無線網路提供連線，但網路必須在整個建築中提供良好的訊號強度，以支援一致、可靠的操作。

分析和人工智慧

分析軟體應與智慧建築控制系統整合，以解釋來自感測器的資料，並自動啟動適當的反應處理。管理員應制訂控制反應處理的規則，例如，為商業建築的照明或暖通空調控制，設定一天中的時間規則。將人工智慧納入單個組件或中央管理系統中，可以透過辨識需要調查或行動的不尋常模式或事件，來進一步提高準確性和反應處理。

整合系統安全

智慧基礎設施依靠安全的資料流，來有效地管理和操作建築物中的技術。這使得保護基礎設施和資料，免受可能損害系統的實體或網路攻擊非常重要。綜合安全策略確保實體和網路安全團隊，透過共享安全資料和協調覆蓋範圍，來意識到潛在的威脅，以便安全配置檔案中沒有漏洞。

智慧建築管理和自動化的好處

改善資源的利用 —— 來自感測器和物聯網裝置的資訊，確保建築資源僅在需要時使用。例如，來自門禁控制閱讀器和佔用感測器等智慧裝置的資料，可以幫助企業更好地瞭解大樓的尖峰時間和交通模式，幫助最佳化時間表，以更好地管理資源。一些物聯網建築技術和分析，還可以幫助物業經理簡化日常營運，例如根據事件觸發器或自定義規則，自動訂購用品或安排維護。
更高的能源效率 —— 智慧建築技術系統也可以提高能源效率。反應處理佔用率和不斷變化的天氣條件的智慧環境控制，使企業能夠透過，將使用量與需求相搭配，來最佳化其能源使用。儘管能源價格不斷上漲，但這有助於控制成本，也提高了建築的綠色認證。能源效率更高的智慧建築的例子，包括 Powerhouse Telemark，這是挪威的一座碳負建築，據報告，其能耗比類似規模的傳統建築少 70%。這座智慧建築示範案例被評為世界上十大最重要的建築之一，還利用簡化的雲管理和行動優先的智慧建築應用，來實現高效率、安全的訪問。
健康、安全的環境 —— 高水準的環境控制，和智慧物聯網建築自動化，創造了一個舒適健康的環境，無論外部條件如何。空氣監測還確保環境安全，降低健康風險。自動通知安全團隊和緊急服務，以及啟動緊急封鎖計劃或自動解鎖出口門的智慧安全感測器，可以提高建築物的安全性。
更強的安全性 —— 智慧門禁控制系統和遠端安全監控，有助於防止未經授權進入建築物，並保護居住者及其財產免受外部威脅。將門禁系統和安全攝影機，與智慧感測器和警報器整合，使安全團隊對事件和異常活動有了更大的可見性和認識，以便他們能夠有效應對。選擇配備人工智慧的安全攝影機可以提高效能和有效性，進一步加強安全性。
更高的可見性 —— 智慧建築系統提供了大量關於空間和資源使用的資料。這些資訊可以幫助物業經理評估系統效能，並就未來對建設能力或資源分配的變化做出明智的決定。
降低物業成本 —— 智慧建築管理可以節省大量長期成本。提高能源效率降低了直接能源成本，而關於佔用和使用情況的系統資料，可以幫助物業經理確定減少整體空間需求的機會。系統效能資料為自動預防性維護計劃提供了基礎，降低了長期組件維護和更換成本。提高物聯網建築自動化可以減輕設施管理團隊的負擔，有助於最大限度地降低支援成本。